本科论文--HART 协议智能温度变送器的温度变送电路设计
第一版毕业论文
第一版毕业论文吉林大学远程教育专科生毕业论文（设计）中文题目HART协议智能差压变送器设计学生姓名李浩天专业机电一体化层次年级2011年专科毕业生学号2073010101101指导教师黄金峰职称副教授学习中心大连航运职业技术学院成绩2011年10 月30 日目录摘要 (4)第一章绪论 (6)1.1现场总线的发展 (6)1.2智能变送器的发展 (7)1.3目的与意义 (8)1.4本论文主要内容 (8)第二章HART 协议总体剖析 (9)2.1HART协议概述 (9)2.2HART通信结构模型 (11)2.2.1 HART 协议物理层 (11)2.2.2 HART 数据链路层 (12)2.2.3 应用层 (13)2.2.4 各层间的功能关系 (13)2.3HART协议在智能变送器中的应用 (13)第三章智能差压变送器的硬件设计 (17)3.1系统设计方案 (17)3.2HART通信模块 (18)3.2.1 HART 的优良特性 (18)3.2.2 HT2012 芯片的功能模块 (18)3.3传感器模块 (19)3.4MCU模块 (19)3.4.1 D/A转换器 (20)3.4.2 A/D转换器 (20)3.5基于HART协议智能差压变送器的电路设计 (21)第四章HART 协议差压变送器的软件设计 (25)4.1变送器的测控程序流程图 (25)4.1.1 用户测控程序总体流程图 (25)4.1.2 参数设置流程图 (27)4.2HART数据与发送通讯流程图 (28)4.2.1 上位机数据采集一次数据的程序流程图 (28)4.2.2 变送器数据发送流程图 (30)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)摘要国家“十五”计划的全面启动，给仪器仪表行业带来新的增长点。
据有关方面分析，仅西气东输第一期工程就需要各种类型的流量、压力、温度仪表、调节控制仪表、分析仪器、执行机构和主控系统，估计达100亿左右；目前对仪器仪表行业产品综合水平评价：达到国际八十年代中期水平，微电子技术和计算机技术在仪器仪表产品中普遍采用，约15％的产品实现了智能化，达到国际九十年代水平；30％的产品实现了数字化，达到国际八十年代末期水平，整体技术水平不高，综合差距在15年左右。
HART 协议智能温度变送器设计
目录总图和总程序摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)第一章绪论 (2)1.1智能变送器的发展 (2)1.2现场总线技术发展趋势 (2)1.3目的和意义 (3)1.4本论文主要内容 (3)第二章HART协议总体剖析 (5)2.1HART协议概述 (5)2.2HART通信结构模型 (6)2.2.1 HART协议物理层 (7)2.2.2 HART数据链路层 (8)2.2.3 HART协议应用层 (8)2.2.4 各层间的功能关系 (9)2.3 HART的消息帧结构 (9)2.4 HART的操作命令 (12)第三章智能变送器的硬件设计 (15)3.1 系统整体设计方案 (15)3.2 通信模块 (15)3.2.1 HT2012的优良特性 (16)3.2.2 HT2012芯片的功能模块 (16)3.2.3 HT2012在HART协议中的应用 (18)3.2.4MSP430与HT2012接口设计 (20)3.2.5 HT2012与外部接口 (20)3.3 单片机接口 (22)3.3.1 MSP430F148特性 (22)3.3.2 MSP430与DA芯片AD421 (22)第四章智能变送器的软件设计 (24)4.1变送器的测控程序流程图 (24)4.1.1用户测控程序总体流程图 (24)4.1.2参数设置流程图 (25)4.2HART数据采集与发送通讯流程图 (26)4.2.1上位机数据采集一次数据的程序流程图 (26)4.2.2变送器数据发送流程图 (27)结论 (29)参考文献 (30)中文译文 (31)外文译文 (33)致谢 (35)插图清单图2-1 HART数字通讯信号加在4～20mA模拟信号上 (5)图2-2图2-2 HART通信结构模型 (6)图2-3图2-3 HART通信模式 (7)图2-4 HART调制频率信号 (7)图2-5 传输流式 (10)图2-6 HART消息结构 (10)图2-7短帧地址结构 (11)图2-8长帧地址结构 (12)图3-1智能变送器的硬件框图 (17)图3-2HT2012功能模 (19)图3-3晶阵模块 (19)图3-4HT2012在HART设备中的应模 (21)图3-5HT2012输入输出电路示意图 (22)图3-6 MSP430与HT2012接口图 (23)图3-7带通滤波电路图 (24)图3-8整形电路图 (24)图3-9HT2012的接口电路 (25)图3-10AD421的接口电路 (26)图3-11AD421 操作时序图图 (27)图4-1用户测控程序的总体流程 (29)图4-2参数设置流程 (30)图4-3上位机数据采集一次数据的程序流程 (31)图4-4变送器数据发送器流程图 (32)表格清单表2-1响应命令范围 (12)表2-2通用命令摘要 (12)表2-3 普通命令摘要 (13)HART 协议智能温度变送器的设计摘要目前，现场总线已经成为过程控制领域的热点，代表着过程仪表发展的方向。
基于HART协议的智能温度变送器设计
基于HART协议的智能温度变送器设计作者：张晓东童少为来源：《科技视界》2019年第34期【摘要】根据石油化工厂的实际需要，研制了一种支持HART协议的智能型温度变送器，采用高性能单片计算机C8051F410和HART调制解调芯片作为核心部件;供电电路与信号调理电路设计独特。
整体电路结构简单、成本低廉，性价比高。
【关键词】HART协议;低功耗;智能温度变送器中图分类号： TP21 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）34-0026-002DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2019.34.008Design of Intelligent Temperature Transmitter Based on HART ProtocolZHANG Xiao-dong TONG Shao-wei（College of Information of Engineering，Jilin Institue of Chemical Technology， Jilin Jilin 132022， China）【Abstract】According to the actual needs of petrochemical plants， an intelligent temperature transmitter based on HART protocol was developed. High-performance single-chip computerC8051F410 and HART modulation chip were adopted as the central controller. The power supply circuit and a signal modulation circuit had been designed specifically. The transmitter had simple structure， and had high precision， lower cost， and high reliability.【Key words】HART Protocol; Low Power consumption; Intelligent Temperature Transmitter0 引言HART是現场变送器的主要数字通讯方式之一，HART协议仪表广泛应用于现代工业控制系统中。
基于HART协议的智能压力变送器的设计与实现
ｐ ｏｏ ｏ ｎ ｏ ｋ ＭＳ ４ ０ ４ ５ ａ ｈ ｅ ｔ ｏ ｔ ｌ ｒｗ ｓｄ ｓ ｎ ｄ Ｔ ｅｔ ｙｖ ｌ ｇ ｉｎ ｌ ｕ ｐ ｔ ｄ ｂ ｈ ｉ ｃ ｎ ｐ ｅ ｏ ｅ ｉｔ ｅ ｒ ｔｃ ｌ ｄ ｔｏ Ｐ ３ Ｆ ３ ｓｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｃ ｎ ｒ ｌ ａ ｅ ｉ ｅ ． ｈ ｉ ｏ ｔ ｅ ｓ ａ ｔ ｕ ｔ ｙ ｔｅ ｓｌ ｏ — ｉ ｚ ｒ ｓｓｉ ａ ｌ ａ ｏｅ ｇ ｎ ａ ｇ ｏ ｅ ｉ ｖ ｔ ｓ ｕ ｅ ｓ ａ ｌ ｅ ｎ ｈ ｎ ｍｅ ｓ ｒ ｄ ｂ ｈ Ｐ ３ Ｆ ３ ｎ ｅｎ ｌ ２ ｂ ｔ ／Ｄ ｃ ｎ ｅ ｅ ． ｒ ｄ ｃ ｒｗａ ｍｐ ｉ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｕ ｅ ｙｔ ｅ ＭＳ ４ ０ ４ ５ ｉｔ ｒ ａ － ｉ Ａ ｏ ｖ ｆ ｒ ＨＡＲＴ ｃ ｍｍｕ ｉａ ｉｎ ｍｏ ｕｅ ｗ ｓ ｎ ａ ｉ ｆ １ ｌ ｏ ｎ ｃ ｔ ｄ ｌ ａ ｏ
关 键 词 ： Ａ Ｔ协 议 ； 力 变送 器 ； 能 化 ； Ｐ ３ Ｆ ３ Ｈ Ｒ 压 智 ＭＳ ４ ０ ４ ５
中图分类号 ：Ｐ １ Ｔ ２６
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：０ ２—１４ （ ０９ ０ ０ １ ０ １０ ８ １ ２ ０ ）０— ０ ５— ３
Ｄｅ ｉｎ ａ ｄ Ｉ ｐｌｍ ｅ ａ ｉｎ ｆＩ ｔ ｌｉｅ ｅ ｓ ｒ ｓｇ ｎ ｍ ｅ ｎｔ ｔｏ ｏ ｎ ｅｌ ｎｔＰｒ ｓ ｕ ｅ ｇ Ｔｒ ｎｓ ｉｔ ｒ Ｂａ ｅ ｎ Ｈ ＡＲＴ ｏ ｏ ｏ ａ ｍ ｔｅ ｓ ｄ ｏ Ｐｒ ｔ ｃ ｌ
理 器 内部 １ ２位 Ａ Ｄ 的 测 量 ， Ａ Ｔ协 议 通 信 模 块 由 Ａ １ １ Ｔ 型 Ｈ Ｒ ／ Ｈ Ｒ ５ ９ ＨＲ Ａ Ｔ调 制 解 调 器 与 Ａ ４ １电 流 环 数 模 转 换 器 构 成 。 Ｄ２
基于HART协议的高精度智能温度变送器研制
(收稿日期 :1998208224)
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现场变送器与控制系统之间是全数字化 、双向通信 系统 ,上位机可远程修改现场变送器仪表参数 、传感器类 型及传感规格组态 、回路参数设定等 ,现场变送器可随时 向上位机发送当前全部数据以供上位系统数据管理 。 2 硬件设计
硬件框图如图 1 。小信号经过前置放大线路放大 后 ,经过 A/ D 转换使模拟信号转变成数字信号 ,其中 A/ D 转换 芯 片 采 用 高 精 度 、微 功 耗 、24 位 串 行 口 通 信 的 AD7714 芯片 ,外围器件少 、接口能力强 , 并具有可编程 增益功能 、自检验功能 、系统零点 、满度校验功能等 。信 号再经光耦隔离后 ,进入单片机处理系统 ,其中 CPU 采 用微功耗器件 A T89LV52 ,片内带有 8 KB 的闪速可编程 及可擦除只读存储器 、256B 的 RAM 、32 条 I/ O 线 、2 个 16 位定时器 、1 个五源二级的中断结构 、1 个双工的串行 口 ,与 MCS —51 系列完全兼容 。CPU 完成数据处理 、非 线性校正 、工程单位转换 、量程转换 ,并将主要信息 、主要 参数 、变量及单位存放在 EEPROM 中 ,同时 CPU 处理串 行口中断的通信服务程序 。信号再经 D/ A 芯片转换成 4 ～20mA 电流输出信号 ,同时载有 HART 数字通信信号 。
基于HART协议的智能型压力变送器的设计
Ｔａｓｕｅ 协议 即可 寻址远 程传感 器 高速 通 ｒｎｄｃ￣ 道 开放 通信 协 议 ，是 美 国 Ｒ ｓｍ ｎ 公 司 于 ｏｅ ｅ ｔ １８ ９ ５年推 出 的一 种 用 于 现 场 智 能 仪 表 和 控 制室设 备 之 间的 通信 协议 。Ｈ Ｒ Ａ Ｔ协议 采 用 半 双工 通 讯 ， 考 “ ＯＯ Ｉ的模 型标 准 ， 参 Ｉ ／Ｓ” Ｓ 简 化并应 用其 中三层 即 ： 物理 层 ， 数据链 路 层 和 应 用层 ，它能 在现 有模 拟信 号传 输 线上 实现 数 字信 号通 信 ，实 现模 拟 信号 和数 字信 号兼 容 目 。 第一 层 ： 物理 层 。 这层 规定 了信 号的传 输 方 法 和传输 介 质 。Ｈ Ｔ协议 采用 Ｂ Ｌ ２ ２ ＡＲ Ｅ Ｌ ０ 标 准的频 移键 控技 术 Ｆ Ｋ，即 在 ４ ２ｍ Ｓ ～ ０ Ａ模 拟 信号 上 叠加 幅 度 为 ０ ｍ 的正 弦调 制 波 ， ． Ａ ５ 数 字 信 号 的 传 送 波 特 率 设 定 为 １０ｂ ｓ ２０ｐ ， １０Ｈ 代表逻 辑 … ’ ２０ ｚ ２０ ｚ １ ， ０ Ｈ 代表 逻 辑 … 。 ２ ０’ 由于 Ｆ Ｋ信 号的平 均值 为 ０ Ｓ ，所 以数 字 通信 信号 不会 干扰 ４ ２ ｍ － ０ Ａ的模 拟 信号 ，保 证 了 与现有 模拟 系统 的兼容性 。 Ｈ Ｒ Ａ Ｔ信号 叠加原 理如 图 １ 示 。 所
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Ｃｉ ｗ ｅ ｎｏｅａ ｏ ｃ ｈａ ｅＴ ｈ ｌｉ ｎＰｄ ｔ ｎＮ ｃ ｏｇｓ ｄｒ ｕｓ
高 新 技 术
基于 Ｈ Ｒ Ａ Ｔ协议 的智能型压力变送器 的设计
曹 伟 顾 丽
（ 尔滨 理 工 大 学 测控 技 术 与 通信 Ｘ程 学 院 ， 哈 － ． 黑龙 江 哈 尔滨 Ｉ０ ４ ） ５ ０ ０
基于HART协议的智能变送器设计
编号：_______________本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载基于HART协议的智能变送器设计甲方：___________________乙方：___________________日期：___________________摘要：从HARTtt、议智能变磅器的功能和协议要求出发，在详细讨论、分析HART 协议智能变送器的设计重点、难点和技术关键的基础上，设计完整的HARTtt、议智能压力/差压变送器的实用电路。
它可以实现HART*议智能变送器的基本功能。
关键词：HARTW议智能变送器现场总线数字数据通信概述现场总线技术是当前自动检测技术的热点之一。
从现场总线技术形成来看，它是控制、计算机、通信、网络等技术发展的必然结果；而智能仪表则为现场总线的出现和应用奠定了基础。
自1983年Honeywell推出智能仪表--Smar变送器之后，世界各厂家都相继推出各有特色的智能仪表。
为解决开放性资源的共享问题，从用户到厂商都强烈要求形成统一标准，促进现场总线技术的形成。
目前，几种有影响的现场总线技术有：基金会现场总线、LonWorks、PROFIBUSCAIN HART 除HART#,均为全数字化现场总线协议。
全数字化意味着将取消传统的模拟信号的传送方式，而要求每一个现场设备都具有智能及数字通信能力，使得操作人员或其他设备向现场发送指令，同时也能实时地得到现场设备各方面的情况。
此外，原来由主控制器完成的控制运算也分散到了各个现场设备上，大大提高了系统的可靠性和灵活性。
现场总线技术关键之处在于系统的开放性，强调对标准的共识与遵从，打破了传统生产厂家各自独立标准的局面，保证了来自不同厂家的产品可以集成到同一个现场总线系统中，并且可以通过网关与其他系统共享资源。
目前，一方面现场总线标准正处在完善和发展阶段，另一方面传统的基于4〜20mA的模拟设备还在广泛应用于工业控制信各个领域。
因此，马上全数字化是不现实的。
智能温度变送器设计
内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：智能温度变送器设计学生姓名：郭龙文学号：0705112338专业：测控技术与仪器班级：测控07-3班指导教师：李文涛教授智能温度变送器设计摘要温度变送器作为一种现场设备被广泛应用在工业过程控制系统中。
随着自动化技术的发展，对温度变送器有了更高的要求。
传统的模拟式温度变送器所具有的固有缺点已不能满足控制系统的要求。
本论文主要阐述了智能温度变送器的发展现状，针对热电偶和热电阻的输出特性，设计了一种基于单片机的智能温度变送器。
该智能温度变送器以STC89C52单片机为核心，针对温度传感器输出的信号不同，设计了由集成仪表放大器AD623和数控电位器X9241组成的增益放大环节，可以根据传感器的类型，由程序来控制放大器的放大倍数。
将传感器的输出信号放大到0~5V，接入A/D转换器PCF8591T，使得采集的模拟信号转换为数字信号，再由单片机进行数字滤波、线性化以及标度变换等数据处理后，通过LCD 进行显示，并经D/A转换器PCF8591T及V/I转换器转换为4~20mA DC信号输出。
设计主要围绕硬件设计和软件编程来进行。
Proteus仿真及调试结果表明，该智能温度变送器使用方便，性能稳定，达到了预期的设计目标。
关键词：热电偶；热电阻；变送器；单片机Design of Intelligent Temperature TransmitterAbstractTemperature transmitter is widely used in control system of industrial process as one kind of field instrument. Because traditional analog temperature transmitter can no longer meet the new demand owing to its inherent shortcoming, the development of automation technology requires higher demand for temperature transmitters.This thesis analyzes general development of intelligent temperature transmitter and designs intelligent temperature transmitter which is based on SCM according the thermocouple and RTD. The core of temperature transmitter is STC89C52 based on SCM. According to the output signal range of the sensor, the system sets the gain of amplification link which is composed of AD623 and X9241 by way of program. As the temperature transmitter amplifies the weak signal to DC 0～5V, access A/D converter PCF8591T, digital converter will change the analog signals into digital signals. Digital signals output as 4 ~ 20mA DC, by the single-chip digital filtering, linearization, scaling transform data processing, carried through the LCD display, the D/A converter PCF8591T and V/I converter.The main work includes hardware designing and software compiling. The Proteus simulation test and truly showing result tests that the system has advantages such as friendly interface, convenient in using, steady performance. The anticipative design aim is achieved.Keywords: thermocouple; RTD; transmitter; SCM目录摘要 (I)Abstract (II)第一章概述 (1)1.1 选题背景与意义 (1)1.2 变送器的发展历程 (2)1.3 智能温度变送器功能及特点 (3)1.4 本设计的主要工作 (4)第二章智能温度变送器总体设计 (6)2.1 设计要求及内容 (6)2.2 总体方案设计 (7)第三章硬件电路设计 (8)3.1 单片机选择 (8)3.2 测温元件介绍 (10)3.3 输入信号增益调节电路设计 (12)3.4 模/数、数/模转换器选择及设计 (14)3.5 V/I转换电路设计 (16)3.6 LCD显示电路设计 (16)3.7 存储电路设计 (18)3.8 键盘电路设计 (19)3.9热电偶冷端温度补偿 (20)3.10 复位电路设计 (22)3.11 本章小结 (22)第四章软件设计 (24)4.1 主程序设计 (24)4.2 输入信号增益调节子程序 (24)4.3 数据处理子程序 (25)4.3.1复合滤波子程序 (25)4.3.2线性化子程序 (26)4.3.3 DS18B20 采集子程序 (27)4.4 显示子程序 (29)4.5键盘子程序 (29)4.6 本章小结 (31)第五章测试与分析 (32)5.1硬件调试与结果分析 (32)5.2 软件调试与结果分析 (34)5.3本章小结 (34)总结 (36)参考文献 (37)附录A 原理图 (39)附录B 源程序 (40)致谢 (59)第一章概述1.1选题背景与意义在我国测控系统中，虽然温度变送器的研发已相当成熟，几十年形成的标准已被世界所公认，但随着自动化领域和信息技术的飞速发展，温度变送器存在的缺点与不足日益明显，尤其在许多中小型企业中，仍大量的使用传统的模拟温度变送器，越来越满足不了生产的要求。
基于HART协议的智能压力变送器的设计与实现
2010年 第2期仪表技术与传感器I nstrument Technique and Sens or 2010 No 12 收稿日期:2009-08-20 收修改稿日期:2009-09-03基于HART 协议的智能压力变送器的设计与实现孔祥伟,周杏鹏(东南大学自动化学院,江苏南京 210096) 摘要:在传统压力变送器的基础上,研制了一种基于HART 协议的两线制智能压力变送器。
该压力变送器以低功耗16位嵌入式微处理器MSP430F435为核心,使用硅压阻式压力传感器。
传感器输出微小电压信号经放大调理后送入微处理器内部12位A /D 的测量,HART 协议通信模块由A5191HRT 型HART 调制解调器与AD421电流环数模转换器构成。
整个设计选用低功耗外围扩展器件,最大限度地降低整机功耗。
关键词:HART 协议;压力变送器;智能化;MSP430F435中图分类号:TP216 文献标识码:B 文章编号:1002-1841(2009)00-0015-03D esi gn and I m plem en t a ti on of I n telli gen t PressureTran s m itter Ba sed on HART ProtocolK ONG Xiang 2wei,ZHOU Xing 2peng(School of Auto ma ti on,Southea st Un i versity,Nan ji n g 210096,Ch i n a)Abstract:On the basis of the traditi onal p ressure trans m itter,a t w o 2wire intelligent trans m itter which was based on the HART p r ot ocol and t ook MSP430F435as the central contr oller was designed .The tiny voltage signal out putted by the silicon 2p iezoresistive transducer was a mp lified and then measured by the MSP430F435internal 122bit A /D converter .HART communicati on module was composed of A5191HRT and AD421.Low 2power external devices were chosen t o m ini m ize the power consu mp ti on of the whole sys 2te m.Key words:HART p r ot ocol;p ressure trans m itter;intelligent;M SP430F4350 引言传统的压力变送器仅提供模拟信号4～20mA 电流环输出。
基于HART协议的智能型压力变送器的设计
基于HART协议的智能型压力变送器的设计作者：曹伟顾丽来源：《中国新技术新产品》2010年第14期摘要:本文介绍了基于HART协议的以微处理器MSP430为核心的智能压力变送器的设计。
该智能压力变送器可用于现场压力实时监测,具有温度和非线性补偿功能,且实现了模拟信号和数字信号兼容通信。
关键词:HART协议;智能压力变送器;低功耗;数字通信1引言压力变送器作为工业过程检测和控制的基础仪器使用广泛,其发展总趋势是数字化、智能化、高精度、高适应性和高安全性。
目前数字智能式变送器正在主导压力变送器的发展方向,然而由于模拟现场仪表的大量使用,受原投资保值的限制,从传统的压力变送器到全数字智能压力变送器的更新还需要很长一段时间[1]。
为解决这一问题,本设计将引进HART协议,在不改变原有设施的基础上,实现模拟信号和数字信号兼容通信。
2HART协议的简介HART(Highway Addressable Remote Transducer)协议即可寻址远程传感器高速通道开放通信协议,是美国Rosement公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。
HART协议采用半双工通讯,参考“ISO/OSI”的模型标准,简化并应用其中三层即:物理层,数据链路层和应用层,它能在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信,实现模拟信号和数字信号兼容[2]。
第一层:物理层。
这层规定了信号的传输方法和传输介质。
HART协议采用BELL202标准的频移键控技术 FSK,即在4～20mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA的正弦调制波,数字信号的传送波特率设定为 1200bps,1200Hz代表逻辑“1”,2200Hz代表逻辑“0”。
由于FSK信号的平均值为0,所以数字通信信号不会干扰4~20mA的模拟信号,保证了与现有模拟系统的兼容性。
HART信号叠加原理如图 1所示。
通信介质的选择以传输距离长短而定。
通常采用双绞同轴电缆作为传输介质时,最大传输距离可达到1.5Km。
基于HART协议的多通道智能变送器设计
基于HART协议的多通道智能变送器设计方军;戴曙光【摘要】HART协议作为一种现场总线已在工业控制中得到广泛应用。
随着多参数复合传感器的出现，需要HART变送器能实现多参数的测量，计算及输出。
针对工业应用的需求设计出一种基于HART协议的通甩型智能变送器，满足多参数测量、在电路设计上，采用一种双电源供电模式的分层电源网络结构，使变送器系统的功耗大大减少。
%As a kind of field bus, HART protocol is widely used in industrial control systems. With the complex multi- parameter sensors emerging, a HART transmitter is needed to achieve multi-parameter measurement and calculation. In order to adjust to the demand for industrial applications, the universal transmitter based on HART protocol is designed to meet the multiparameter measurements. In circuit design, a double power supply network is used to reduce the power consumption of the transmitter system.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2011(030)020【总页数】4页(P23-26)【关键词】智能变送器;双层电源网络;HART协议【作者】方军;戴曙光【作者单位】上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093【正文语种】中文【中图分类】TP23传统的 HART（Highway Addressable Remote Transducer）变送器的功能比较单一，只有温度、压力、位移、电磁流量等物理量的单一测量，传感器输出微弱的电压或电流信号。
基于HART协议的智能压力变送器的开发
基于HART协议的智能压力变送器的开发智能压力变送器是现代工业自动化领域中广泛使用的一种设备，它能够精确地测量和传输压力信号。
基于HART（Highway Addressable Remote Transducer）协议的智能压力变送器在传感器技术和通信技术方面进行了创新，具有更高的可靠性和智能化水平。
一、HART协议简介HART协议是一种双通道的数字通信协议，广泛应用于工业自动化控制系统中。
它采用了4~20mA模拟信号和数字信号双重传输方式，既可以传输模拟信号，又可以通过数字信号传输设备状态、配置信息等。
HART协议的双通道设计使得传感器和控制系统可以在接收模拟信号的同时，通过数字通信通道实现设备状态监测、配置参数调整、故障诊断等功能。
这一特性使得基于HART协议的压力变送器具备了更高的智能水平和可编程性。
二、智能压力变送器开发的关键技术1. 传感器技术改进智能压力变送器首先需要具备高精度、高稳定性的压力传感器。
现代压力传感器采用MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）微机电系统技术，能够在微米级别上进行高精度测量。
同时，通过使用新型材料和结构设计，可以有效降低温度、湿度等环境因素对传感器性能的影响。
2. 信号处理和通信技术基于HART协议的智能压力变送器需要具备信号处理和通信功能。
信号处理模块负责对传感器输出信号进行放大、滤波、线性化等处理，使得输出信号更加稳定和准确。
通信模块使用HART协议进行数据传输，可以与控制系统进行双向通信。
通过与控制系统建立通信连接，智能压力变送器可以传输数据、接收命令，并实现在线校准、参数配置、远程故障诊断等功能。
三、基于HART协议的智能压力变送器的优势1. 提高工作效率智能压力变送器基于HART协议进行通信，可以将设备状态、故障信息等实时传输给控制系统。
控制系统可以根据这些信息进行及时响应和处理，提高生产效率和工作安全性。
基于HART协议的智能压力变送器的设计
基于HART协议的智能压力变送器的设计一、引言随着工业化进程的加速，工业自动化逐渐成为工业生产力的关键之一。
在工业自动化中，智能传感器作为智能化的重要组成部分，被广泛应用于压力测量、温度测量、流量测量、液位测量等领域。
而基于HART协议的智能压力变送器也是其中的重要一员。
本文将主要介绍基于HART协议的智能压力变送器的设计。
二、HART协议简介HART协议是一种数字通信协议，其全称为“高级自动化和远程控制技术(Highway Addressable Remote Transducer)”。
它是基于4-20mA模拟信号的主从式通讯协议，可实现仪表与上位机、控制系统之间的通讯。
HART协议除了传统的4-20mA信号外，还在这个信号上增加了数字信息，实现了模拟和数字信号的双向传输，从而兼容了现有的4-20mA模拟信号系统。
因此，HART协议被广泛应用于制造业、化工、石油、天然气、电力和给排水等工业领域。
三、智能压力变送器的设计1. 系统架构智能压力变送器系统主要由传感器、信号处理单元、通讯电路、电源、外壳等组成。
其中，传感器用于测量压力信号，信号处理单元将检测到的压力信号进行放大、线性化、校准等处理后，将处理结果通过HART通讯电路传输至上位机或控制系统，以实现数据采集、控制和监视等功能，同时通过外壳起到防护作用。
2. 硬件设计（1）传感器设计智能压力变送器的传感器一般采用金属箔应变式传感器。
在设计过程中，要考虑其灵敏度、线性、稳定性和动态特性等因素。
（2）信号处理单元设计智能压力变送器的信号处理单元主要包括前置放大、线性化、校准等模块。
前置放大模块主要用于将传感器输出的微弱信号放大到一定程度，以便后续模块的处理，同时还能过滤高频干扰信号。
线性化模块主要用于将非线性的传感器输出信号进行线性化，保证采集数据的准确性。
校准模块主要用于校准传感器，提高系统的可靠性。
（3）通讯电路设计通讯电路主要负责将处理后的信号通过HART协议传输至上位机或控制系统，其中，HART通讯电路是智能压力变送器的关键部分。
基于hart协议的智能温度变送器设计
0 引言
HART 是 现 场 变 送 器 的 主 要 数 字 通 讯 方 式 之 一 袁 HART 协 议 仪 表 广 泛 应 用 于 现 代 工 业 控 制 系 统 中 遥 在 变 送 器 的 设 计 中 袁由 于 其 功 能 所 制 约 袁既 要 在 3.5 毫 安 以 下 解 决 仪 表 供 电 问 题 袁同 时 还 要 进 行 二 线 制 变 送 尧 信 号 调 理 尧运 算 和 就 地 显 示 曰使 用 环 境 因 素 限 制 了 电 路 体 积 袁本 安 防 爆 限 制 整 个 电 路 内 能 量 累 计 袁室 外 工 作 要 求 电 路 要 能 工 作 在 天 气 极 限 高 低 温 条 件 下 袁因 此 整 体 变 送 器 电 路 结 构 复 杂 遥随 着 电 子 技 术 和 计 算 机 技 术 的 发 展 袁低 功 耗 尧高 性 能 尧宽 温 芯 片 的 出 现 袁使 得 变 送 器 的 设 计 相 对 简 单 了 许 多 袁成 本 也 降 低 了 很 多 遥智 能 化 尧低 成 本 尧功 能 强 是 仪 表 设 计 的 主 要 方 向 遥 本 设 计 采 用 高 性 能 单 片 计 算 机 C8051F410 和 HART 调 制 解 调
Design of Intelligent Temperature Transmitter Based on HART Protocol ZHANG Xiao - dong TONG Shao - wei
( College of Information of Engineering , Jilin Institue of Chemical Technology , Jilin Jilin 132022 , China ) 揖Abstract铱According to the actual needs of petrochemical plants , an intelligent temperature transmitter based on HART protocol was developed . High - performance single - chip computer C8051F410 and HART modulation chip were adopted as the central controller . The power supply circuit and a signal modulation circuit had been designed specifically . The transmitter had simple structure , and had high precision , lower cost , and high reliability . 揖Key words铱HART Protocol ; Low Power consumption ; Intelligent Temperature Transmitter
最新-基于HART协议的智能变送器设计 精品
基于HART协议的智能变送器设计摘要从协议智能变磅器的功能和协议要求出发，在详细讨论、分析协议智能变送器的设计重点、难点和技术关键的基础上，设计完整的协议智能压力差压变送器的实用电路。
它可以实现协议智能变送器的基本功能。
关键词协议智能变送器现场总线数字数据通信概述现场总线技术是当前自动检测技术的热点之一。
从现场总线技术形成来看，它是控制、计算机、通信、网络等技术发展的必然结果；而智能仪表则为现场总线的出现和应用奠定了基础。
自1983年推出智能仪表--变送器之后，世界各厂家都相继推出各有特色的智能仪表。
为解决开放性资源的共享问题，从用户到厂商都强烈要求形成统一标准，促进现场总线技术的形成。
目前，几种有影响的现场总线技术有基金会现场总线、、、、，除外，均为全数字化现场总线协议。
全数字化意味着将取消传统的模拟信号的传送方式，而要求每一个现场设备都具有智能及数字通信能力，使得操作人员或其他设备传感器、执行器等向现场发送指令如设定值、量程、报警值等，同时也能实时地得到现场设备各方面的情况如测量值、环境参数、设备运行情况及设备校准、自诊断情况、报警信息、故障数据等。
此外，原来由主控制器完成的控制运算也分散到了各个现场设备上，大大提高了系统的可靠性和灵活性。
现场总线技术关键之处在于系统的开放性，强调对标准的共识与遵从，打破了传统生产厂家各自独立标准的局面，保证了来自不同厂家的产品可以集成到同一个现场总线系统中，并且可以通过网关与其他系统共享资源。
目前，一方面现场总线标准正处在完善和发展阶段，另一方面传统的基于4～20的模拟设备还在广泛应用于工业控制信各个领域。
因此，马上全数字化是不现实的。
为满足从模拟到全数字的过渡，协议应运而生。
采用频移键控技术。
它基于202通信标准，在4～20模拟信号上叠加不同的频率信号2200表示"0"，1200表示"1"来传送数字信号见图3。
协议的数据传输速率为1200位秒。
基于HART协议的智能一体化温变校验过程
基于HART协议的智能一体化温变校验过程摘要：本文主要以罗斯蒙特248型一体化智能温度变送器为例，简述智能温度变送器的校验过程和方法，参数的修改以及接线方式和常见故障的处理。
关键词：HART协议智能温变校准过程接线方式故障处理一、概述：温度是化工生产企业中重要的控制参数之一，主要用于工业过程温度参数的测量和控制，在自动化生产过程中起着举足轻重的作用，如果温度检测有误，将会对生产和产品质量造成严重的后果。
通常在温度检测中，主要通过双金属温度计和智能温度变送器来测量温度，本文主要讲述罗斯蒙特248型一体化智能温度变送器的校验过程和方法。
智能温度变送器采用热电偶、热电阻作为传感器，从传感器输出信号送到变送器模块，经过稳压滤波、运算放大、非线性校正、V/I转换、恒流及反向保护等电路处理后，转换成与温度成线性关系的4～20mA电流信号输出。
HART协议是可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。
HART协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号，在低频的4-20mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA的音频数字信号进行双向数字通讯，数据传输率为1.2Mbps。
二、智能温变校准过程以罗斯蒙特248型智能温度变送器为例简述过程。
该智能温度变送器具有HART协议，是两线制仪表，可用475手操器修改内部参数且出厂时默认设定为四线制仪表。
现场使用的传感器为热电阻，分度号为Pt100，仪表人员在接线时发现该智能温度变送器输出电流为21.75mA左右，导致此结果的原因是现场接线方式为三线制，所以要将出厂原设的四线制改为三线制，此智能温度变送器在（-200～850）℃之间可调。
具体操作方法如下：1）用HART-475手操器修改出厂设置按照图6连接475手操器，打开电源，显示Ｈart Application，操作顺序依次为：按右键进入后选择2（online），按右键进入后选择1（Device Setup），按右键进入后选择3（Configuration），按右键进入后选择2（Sensor config），按右键进入后选择1（sensor1），按右键进入后选择1（connections），按右键进入后按OK键，选择Pt100,a=385，按ENTER键后选择3（3wire 三线制），按ENTER 键确认保存，按OK键后再连续按4次返回键返回到初始菜单。
基于HART协议的智能温度变送器设计
基于HART协议的智能温度变送器设计张晓东; 童少为【期刊名称】《《科技视界》》【年(卷),期】2019(000)034【总页数】2页(P26-27)【关键词】HART协议; 低功耗; 智能温度变送器【作者】张晓东; 童少为【作者单位】吉林化工学院信息与控制工程学院吉林吉林 132022【正文语种】中文【中图分类】TP210 引言HART 是现场变送器的主要数字通讯方式之一，HART 协议仪表广泛应用于现代工业控制系统中。
在变送器的设计中，由于其功能所制约，既要在3.5 毫安以下解决仪表供电问题，同时还要进行二线制变送、信号调理、运算和就地显示；使用环境因素限制了电路体积，本安防爆限制整个电路内能量累计，室外工作要求电路要能工作在天气极限高低温条件下，因此整体变送器电路结构复杂。
随着电子技术和计算机技术的发展，低功耗、高性能、宽温芯片的出现，使得变送器的设计相对简单了许多，成本也降低了很多。
智能化、低成本、功能强是仪表设计的主要方向。
本设计采用高性能单片计算机C8051F410 和HART 调制解调芯片，加上独特的供电电路与信号调理电路设计，使得整体电路结构简单、成本低廉，性价比高。
1 系统整体设计及主要技术指标本仪器主要分成四部分进行设计：回路供电及4-20MA 电流环输出；信号调理及单片机的运算输出；HART 通讯；显示与参数设置。
整体电路如图1 所示。
供电电路提供工作电流3.5 毫安、工作电压3.3V的恒压、恒流，为变送器所有电路提供电源。
热电阻信号调理部分向传感器提供恒流激励，并且将传感器的输出电压经适当的滤波后引入到A/D转换器的模拟输入接口；A/D 转换部分对传感器输出的信号放大后, 转换为数字量供MCU 使用; MCU对电压信号进行线性化和补偿处理，得到待测量的温度值。
图1 智能温度变送器整体电路HART 通信模块由HART 调制解调器和D/A 转换器及外围电路组成，D/A 输出部分完成电压到环路电流的转换，将MCU 输出的数字量转换成相应的4 ～20 mA 电流信号；HART 调制解调器接收叠加在4 ～20 mA电流＋-0.5mA 调制信号，将检测到的FSK 数字信号解调，通过串口通信传给MCU，MCU 产生的应答帧数字信号通过HART 调制解调器调制成FSK 频移键控信号，叠加在4 ～20mA 电流信号上发送出去。
基于HART协议的智能温度变送系统的设计
基于HART协议的智能温度变送系统的设计马永华;耿瑞芳【期刊名称】《微计算机信息》【年(卷),期】2012(000)009【摘要】本文介绍了一种基于HART协议的智能温度变送系统。
该系统由AVR 单片机、HART芯片SD2015B、A/D转换芯片AD421构成,支持多种传感器信号输入,通过电流环路实现模拟和数字信号的同时传输,能够应用在工业控制、智能仪器仪表等方面,具有较强的实用性。
%This paper introduced a kind of intelligent temperature transmission system based on HART protocol.The system consists of a AVR single chip microcomputer,HART chipSD2015B,A/D conversion chip AD421,support for multiple sensor signal input,transfer analog and digital signal through the current loop at the same time,it can be used in industrial control,smart instrumentation,has strong practicality.【总页数】3页(P141-142,131)【作者】马永华;耿瑞芳【作者单位】北京联合大学生物化学工程学院;北京联合大学生物化学工程学院【正文语种】中文【中图分类】TP23【相关文献】1.基于HART协议的智能温度变送器的硬件设计 [J], 李超;安国臣;沙占友2.高性价比两线制隔离智能温度变送模块的设计 [J], 梁伟3.一体化智能温度变送系统的设计 [J], 王菡;李长齐;李俊礼4.基于HART协议的智能温度变送器设计 [J], 张晓东; 童少为5.基于HART协议的智能温度变送器的软件设计 [J], 李超;安国臣因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。